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济阳闻韶中学 2022 年 12 月高三年级学情检测物理试题 5. 利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷，如图所示为一种质谱仪的原理示意图。某带电粒子从容器A
下方的小孔飘入加速电场（其初速度可视为零），之后自O点垂直磁场边界进入匀强磁场中，最后打到
本试卷满分 100 分。考试用时 90 分钟。
照相底片上的P点，粒子重力不计。此过程中，比荷越大的带电粒子（ ）
一、单项选择题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。）
A. 进入磁场时的速度越小
1. 如图所示为某同学在起立或下蹲过程中利用手机软件测量的加速度随时间变化的图像。取竖直向下
B. 在加速电场中的加速时间越长
为加速度的正方向，则图中描述的是（ ）
C. 在磁场中的运动时间越长
A. 起立过程 B. 下蹲过程
D. 在磁场中做匀速圆周运动的半径越小
C. 先下蹲再起立的过程 D. 先起立再下蹲的过程
6. 如图所示，与水平面成θ=30°角的传送带以v=2m/s的速度顺时针运行，质量为m=1kg的小物块以
2. 如图所示，完全相同的两个直角三角形滑块A、B放置在水平桌面上，设A、B相接触的斜面光滑，
初速度v =4m/s从底部滑上传送带，物块恰好能到达传送带顶端。已知物块与传送带间的动摩擦因数为
0
斜面倾角θ=30，现在B上作用一水平推力F ，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保
3
µ= ，取重力加速度g =10m/s2。下列说法正确的是（ ）
持相对静止。则A与桌面间的动摩擦因数µ为（ ） 5
A. 传送带从底端到顶端的长度为1m
3 3
A． B．
6 5 B. 物体在传送带上向上运动的时间为0.5s
3 3
C． D．
C. 物块在传送带上留下的划痕长度为1.25m
4 3
3. 如图所示，平行虚线为匀强电场的等势线，曲线为正电荷在匀强电场中的运动轨迹，a、b是轨迹上 D. 物体在传送带上向上运动过程中与传送带摩擦产生的热量为3.75J
的两点，粒子重力不计，下列说法正确的是（ ） 7. 有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为m=2kg的滑块A（可视为质点）。
A. 电荷在a点受到的电场力水平向左 用不可伸长的轻绳将滑块 A与另一个质量为 M=2.7kg的物块 B通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂
B. a点的电势高于b点的电势
B而绷紧，此时滑轮左侧轻绳恰好水平，其长度L=
10
m，P点与滑轮的连线同直杆垂直（如图所示）。
3
C. 电荷在b点的动能是在a点动能的2倍
现将滑块A从图中O点由静止释放，（整个运动过程中B不会触地，g =10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。
D. 选择合适的零电势点，电荷在a、b两点的电势能可能相等
下列说法正确的是（ ）
4. ETC是电子不停车收费系统的简称，可以提高高速公路的通行能人工通道力，如图甲所示为ETC通
A. 滑块A运动到 P点时加速度为零
道和人工通道的示意图。一辆汽车通过人工通道时的v−t图像如图乙所示，t =0s时刚好进入人工通道。
B. 滑块A由O点运动到P点的过程中，物块B的动能增加
t =7s时离开人工通道。若该汽车以4m/s的速度匀速通过ETC通道，则相比通过人工通道可节省的时
C. 滑块A经过 P点的速度大小为5 2m/s
间为（ ）
D. 滑块A经过P点的速度大小为 14m/s
A. 2s B. 4s
8. 如图所示，边长为L的正六边形abcdef区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，
C. 5s D. 6s
正六边形中心O处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均
为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）A. 可能有粒子从ab边中点处垂直ab边射出 A. 小球第一次到达最低点时，小球对金属块的压力大小为5mg
B. 从a点垂直af离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为 πm B. 金属块的质量为m
6qB
( 2 3−3 ) qBL C. 小球第二次到达最低点时的速度大小为2 gR
C. 垂直cf向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为
m
D. 金属块运动过程中的最大速度为2 gR
D. 要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为 3qBL
2m
12. 一物体在竖直向上的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，物体的机械能E与上升高度的关系如图
二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要
所示，已知曲线上A点处切线的斜率最大。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
求，全部选对得 4 分，选对但选不全的得 2 分，有错选或不答的得 0分）
A. 0−h 过程中物体所受的拉力先增大后减小
9. 如图所示，真空中xOy坐标系平面内有以O为圆心的两个同心圆，分别与坐标轴交于a、b、c、d 2
和e、f、g、h。在a、c两点固定两个正点电荷，b、d两点固定两个负点电荷，四个点电荷所带电荷量
B. h 处速度最大
1
均相等。下列说法正确的是（ ）
C. 0−h 过程中物体的动能先增大后减小
2
A. f 、h两点的电场强度相同
D. 0−h 过程中物体的加速度先增大再减小，最后物体做匀速运动
3
B. e、g两点的电势相等
C. 质子在e点所受电场力大于在h点所受电场力
三、实验题（共 14 分，13 题 6分，14 题8 分）
D. 质子在e点电势能大于在h点电势能
13.(6分)利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。
10. 科学家观测到太阳系外某恒星有一类地行星，测得该行星围绕该恒星运行一周所用的时间为9年，
实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。
该行星与该恒星的距离为地球到太阳距离的8倍，该恒星与太阳的半径之比为2∶1。假定该行星绕恒
实验步骤：
星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆，下列说法正确的是（ ）
（1）测量小球1、2的质量分别为m 、m ，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水
A. 该恒星与太阳的质量之比为512∶81 1 2
平面，如图甲；
B. 该恒星与太阳的密度之比为1∶9
（2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小
C. 该行星与地球做圆周运动时的运行速度之比为2∶9
格是边长为2mm的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；
D. 该恒星表面与太阳表面的重力加速度之比为128∶81
（3）分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后
11. 如图所示，金属块内有一个半径为R的光滑圆形槽，金属块放在光滑水平面上且左边挨着竖直墙壁。
到达最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，如图乙。已知重力加速度为g=10m/s2，碰前球1
一质量为m的小球从离金属块左上端R处静止下落，沿圆槽切线方向进入圆槽内，小球到达最低点后
的速度大小为_____________ ，碰后球2的速度大小为________________（结果保留两位有效数字）。
继续向右运动，恰好不能从圆形槽的右端冲出。已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的
若m 、m 满足关系式___________，则球1和球2在碰撞过程中动量守恒。
是（ ） 1 2四、计算题（共 46 分）
15. （7分）游乐场中有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，其简化模型如图所示，长为L的旋臂一端
连接竖直中央轴，另一端连接模型飞机，模型飞机在旋臂带动下可绕中央轴转动并可以上下升降。开
始时模型飞机和乘客静止在图中a位置，旋臂与竖直向下方向的夹角为θ，一段时间后模型飞机和乘客
g
到达图中b位置高度处，并以角速度ω= 绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动，此时旋臂与竖直
L
14. （8分）某物理学习小组在完成“测定金属丝的电阻率”的实验。 向上方向的夹角也为θ，已知模型飞机和乘客的总质量为m，重力加速度为g，摩擦阻力忽略不计，求
（1）用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______mm。 （1）模型飞机和乘客在图中b位置高度处做水平匀速圆周运动时，旋臂对模型飞机和乘客的作用力F
的大小；
（2）从开始运动到模型飞机和乘客在图中b位置高度处做水平匀速圆周运动过程中，旋臂对模型飞机
和乘客做的功W。
（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻再计算其电阻率。这段金属丝的
长度为 ，直径为 ，金属丝的电阻约为30Ω，在方框中画出测金属丝电阻的实验设计电路图，并标明
所选器材𝐿𝐿 代号，要𝑑𝑑求电表的读数范围尽可能大_____。
16.（9分） 如图所示电路，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R =R =2Ω，平行板电容器电容
1 2
A．电流表A （量程100mA，内阻约为10Ω）
1
B．电流表A 2 （量程30mA，内阻为20Ω）
C =40μF，极板长L=40cm，极板间的距离d =10cm，滑动变阻器总阻值为R
AB
=20Ω。闭合开关，
C．电压表V（量程15V，内阻约为5kΩ） 移动滑片P，使AP段的电阻为17Ω。（重力加速度g取10m/s2）。求
D．定值电阻 （1）此时电容器上的电荷量Q；
E．滑动变阻器𝑅𝑅0R=，8最0Ω大阻值约为10Ω
（2）现有一质量m=8×10−3kg、电荷量q=−1×10−3C的带电小球，沿两极板中央从左侧以v =2m/s的
0
F．电源E，电动势
水平初速度进入电容器，要使小球不打在极板上，滑动变阻器接入电路的阻值范围.
G．开关S及导线若𝐸𝐸干= 3V
（3）若设计方案正确，测得金属丝的电阻为 ，则其电阻率的表达式为 ______（用题目所给的字
母表示）。若不考虑读数误差，从设计原理看，𝑅𝑅𝑥𝑥该实验测量结果与真实值相𝜌𝜌比=______（选填“偏大”、“偏
小”或“相等”）。17. （14分）如图所示为一长方体OPMN −O′P′M′N′空间区域，OP、OO′边长均为d，ON边长为 3d 。 18.（16分） 如图所示，质量为m=6kg的小物块B（可视为质点）放在质量为M =2kg的木板A的
一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度v 沿ON方向从O点入射。粒子重力不计，场的边 最左端，A和B一起以v =2m/s的速度在光滑水平面上向右运动，一段时间后A与右侧一竖直固定挡
0 0
缘效应和粒子的相对论效应均可忽略。
板P发生弹性碰撞。AB之间动摩擦因数µ=0.1，取重力加速度g =10m/s2，求：
（1）若空间区域内存在沿OO′方向的匀强电场，粒子恰好能经过N′点，求该匀强电场的场强大小E；
（1）木板A与挡板P第一次碰撞后木板A向左运动的最远距离s ；
A
（2）若空间区域内存在沿OO′方向的匀强磁场，粒子恰好能经过M点，求该匀强磁场的磁感应强度
大小B；
（2）木板A与挡板P第一次碰撞后到第二次碰撞前A、B的相对位移∆s
1
；
（3）要使粒子在（1）中的匀强电场和（2）中的匀强磁场的作用下能经过M′点，求电场存在的最短 （3）木板A与挡板P第n次碰撞后到第n+1次碰撞前的时间间隔∆T ；
n
时间。
（4）要保证小物块B始终未从木板A上滑下，求木板A长度的最小值。
